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2019-2020年高中化學(xué) 1.1《化學(xué)實驗基本方法》（第2課時）教學(xué)設(shè)計 新人教版必修1 一、教材分析： 蒸餾和萃取是在實際生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用的分離和提純技術(shù)，海水淡化問題是目前解決全球淡水日益緊缺問題的重要途徑，這為選修《化學(xué)與技術(shù)》奠定了一定的知識基礎(chǔ)。萃取對于學(xué)生來說是全新的分離和提純技術(shù)，它是對溶解性規(guī)律的一個應(yīng)用，其原理也在今后鹵族元素和有機物的學(xué)習(xí)中多次體現(xiàn)，在生活中也有多方面的應(yīng)用。 本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容主要包括兩個方面：（一）復(fù)習(xí)蒸餾的原理，掌握實驗室規(guī)范的蒸餾裝置。這部分內(nèi)容只作復(fù)習(xí)和簡單的擴充；（二）介紹萃取的原理和裝置，特別是實驗操作中的細(xì)節(jié)。這部分知識為新知識，應(yīng)采用靈活多樣的教學(xué)手段由淺入深地讓學(xué)生理解和掌握。蒸餾和萃取是高中階段的兩個基本實驗操作，學(xué)生對于相關(guān)內(nèi)容及部分儀器還比較陌生，本節(jié)課的主要目的就是讓學(xué)生了解蒸餾和萃取的操作及過程，學(xué)習(xí)一些儀器的使用方法，并進一步豐富分離提純物質(zhì)的方法和手段。 二、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與能力 1．認(rèn)識化學(xué)實驗在學(xué)習(xí)和研究化學(xué)中的作用。 2．知道液體混合物分離和提純的常用方法——蒸餾和萃取，能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計分離和提純方案，并初步掌握其操作技能。 （二）過程與方法：體驗科學(xué)探究的過程，通過親自實驗和教師指導(dǎo)，讓學(xué)生掌握做好實驗的方法。 （三）情感態(tài)度與價值觀：能發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)、生活中有意義的化學(xué)問題，建立化學(xué)為生產(chǎn)、生活服務(wù)的觀點。 三、教學(xué)重點、難點 教學(xué)重點：蒸餾和萃取的實驗原理以及操作過程。 教學(xué)難點：蒸餾和萃取的掌握和應(yīng)用。 四、教學(xué)過程： 【引言】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了粗鹽的提純，通過除雜質(zhì)過濾的方法得到比較純的鹽水，大家想想如果我們要把鹽水變?yōu)榈?，該怎么做呢? 比如說在海邊，漁民們是怎么解決生活用水的問題；前段時間，中央電視臺播放了鄭和下西洋的那段歷史，大家知道他們是怎么解決長期在海上漂泊的吃水問題嗎？ 【展示】海水變淡水 【引】做湯的時候，觀察過鍋蓋嗎？鍋蓋上有水珠，這水珠與湯不什么不同？為什么會有水珠？水蒸汽凝結(jié)？為什么水蒸汽會凝結(jié)成水珠？ 【講】湯沸騰后，水蒸汽遇溫度低的鍋蓋而凝成水珠附于鍋蓋。那么這是一個什么過程，我們在化學(xué)中應(yīng)怎么稱呼？大家想一想蒸餾是不是一種分離混合物的方法？如果是，那么是分離什么樣的混合物？ 【過】混合物的分離和提純除了過濾、蒸發(fā)外，還有其他很多方法，這節(jié)課，我們來學(xué)習(xí)另外兩種新方法：蒸餾和萃取 【板書】(二) 蒸餾和萃取(distillation and extraction) 【過】首先，讓我們利用實驗室通過蒸餾的方法除去自來水中的雜質(zhì)制取蒸餾水的實驗來學(xué)習(xí)蒸餾的過程 【板書】1、蒸餾 【引入】我們引用的自來水是純凈的水嗎？不是。因為自來水廠使用了消毒劑氯對水進行了消毒。使水中含有Cl― 。我們可以利用加入硝酸銀溶液檢驗是否含有氯離子。 【實驗演示】自來水中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液 【講】有明顯白色沉淀生成，證明自來水中含有氯離子。那么，我們應(yīng)該用什么方法除去自來水中的氯離子呢？能否向上一堂課中使用化學(xué)方法，加入試劑反應(yīng)除去？ (不能。加入試劑后會引入新的雜質(zhì)，達(dá)不到我們實驗?zāi)康摹Ｒ氲玫郊儍羲?。可以使用加熱將水變?yōu)樗羝?，然后再冷凝為純凈的液態(tài)蒸餾水。) 【小結(jié)】實驗室就是使用蒸餾的方法制取蒸餾水。 【投】 (1)原理：利用互溶的液體混合物中各組分的沸點不同，給液體混合物加熱，使其中的某一組分變成蒸氣再冷凝成液體，從而達(dá)到分離提純的目的。蒸餾一般用于分離沸點相差較大的液體混合物。（例如蒸餾含有Fe3+的水提純其中水份，蒸餾石油提純不同沸點的有機組分） （2）儀器：鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、冷凝管、溫度計、膠塞、牛角管（尾接管）、錐形瓶、膠管 【實驗演示】實驗室制取蒸餾水 【投】（3）蒸餾時的注意事項： a.燒瓶內(nèi)液體的容積不超過2/3，燒瓶要墊上石棉網(wǎng)加熱，燒瓶中還要加入沸石(碎瓷片)防止爆沸。 b.溫度計下端水銀泡應(yīng)置于燒瓶支管處，測量逸出氣體的溫度。 c.冷凝水下口進，上口出。 d.實驗開始時，先開冷凝水，后加熱。實驗結(jié)束時，先停止加熱，后關(guān)冷凝水。溶液不可蒸干。 【講】錐形瓶中的液體就是蒸餾水，我們再用硝酸銀溶液檢驗是否含有氯離子。 【實驗演示】蒸餾水加入硝酸銀溶液 【投影小結(jié)實驗】實驗1-3 實驗室制取蒸餾水 實驗 現(xiàn)象 1、在試管中加入少量自來水，滴入幾滴稀硝酸和幾滴硝酸銀溶液。 加硝酸銀溶液有白色沉淀產(chǎn)生，且沉淀不溶解 2、在100 mL燒瓶中加入約1/3體積的自來水，再加入幾粒沸石(或碎瓷片)，如圖連接好裝置，向冷凝管中通入冷卻水。加熱燒瓶，棄去開始餾出的總分液體，用錐形瓶收集約10 mL 液體，停止加熱 加熱，燒瓶中水溫升高到100℃沸騰，在錐形瓶中收集蒸餾水 3、取少量收集到的液體加入試管中，然后滴入幾滴稀硝酸和幾滴硝酸銀溶液 加硝酸銀溶液于蒸餾水中，無沉淀 【思考】 1、為什么冷卻水通入方向與被冷凝蒸氣流向相反？ (為了使蒸餾出的蒸氣與冷卻水長時間充分接觸，帶走盡可能多的熱量) 2、為什么溫度計水銀球的頂端要與圓底燒瓶支管下沿處于同一水平線？ (對于蒸餾來說，只有精確控制蒸餾的溫度才能達(dá)到分離提純的目的，而蒸餾燒瓶支管口的溫度正是被蒸餾變?yōu)闅怏w某組分的溫度，故溫度計水銀球頂端要與圓底燒瓶支管下沿處于同一水平線) 3、在日常生活中，我們應(yīng)用蒸餾的方法可以將海水淡化，或制造無水酒精。若采用蒸餾的方法分離酒精和水的混合物，先蒸餾出來的物質(zhì)是什么？(酒精沸點低，先蒸出的是酒精。) 4、從這個實驗中，大家可以看出蒸餾適用于什么類型的混合物的分離？ 【投】（4）蒸餾的使用范圍: 液態(tài)混合物中，沸點不同，除去難揮發(fā)或不揮發(fā)的物質(zhì)。 【思考】蒸餾與蒸發(fā)的區(qū)別： (加熱是為了獲得溶液的殘留物時，要用蒸發(fā)；加熱是為了收集蒸氣的冷凝液體時，要用蒸餾) 【過渡】在日常生活中，有時我們的衣服粘了油漬，可以用汽油擦洗，這就是萃取的應(yīng)用。接下來我們學(xué)習(xí)另外的一種分離方法，叫做萃取與分液。 【板書】2、萃取 【過】我們先來認(rèn)識這個新的儀器：分液漏斗。 【展示儀器】分液漏斗的組成，分液漏斗的活塞、蓋子同漏斗本身是配套的。使用漏斗前要檢驗漏斗是否漏水。方法為：關(guān)閉活塞，在漏斗中加少量水，蓋好蓋子，用右手壓住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來用力振蕩，看是否漏水 【投】(1)定義：利用某溶質(zhì)在互不相溶的溶劑中的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液中提取出來，在利用分液的原理和方法將它們分離開來。 【講解＋實驗演示】我們通過實驗來解釋萃取的定義，我們知道碘單質(zhì)在水中的溶解度不大，碘水呈黃棕色。碘是溶質(zhì)，水是溶劑。取10ml飽和碘水，倒入分液漏斗中。接著，按照萃取的定義，我們要用另一種溶劑加把溶質(zhì)碘從碘水中提取出來，這另外一種溶劑的選擇要符合一些條件， 【投】（2）萃取劑的選擇： a.溶質(zhì)在萃取劑的溶解度要比在原溶劑（水）大。 b.萃取劑與原溶劑（水）不互溶。 c.萃取劑與溶液不發(fā)生發(fā)應(yīng)。 【講解＋實驗演示】那么，我們根據(jù)這些條件可以選擇了四氯化碳，由于碘在四氯化碳的溶解度比較大，所以我們加入4ml就可以了，進行振蕩。請大家注意振蕩的操作：用右手壓住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來用力振蕩，注意放氣怎么(強調(diào)放氣的重要性)。振蕩后將分液漏斗放在鐵架臺上靜置。 【講解】靜置后，大家發(fā)現(xiàn)漏斗中的液體分為兩層，下層為紫紅色，這一層為碘的四氯化碳的溶液。上層溶液顏色變淡了，證明碘水中的碘已經(jīng)被萃取到四氯化碳中了，達(dá)到了碘和水分離的目的，這就是萃取。 【引導(dǎo)】大家想想，萃取后，如何分離？比如湯上面的油層是怎樣弄走的？ (勺子舀，吸管吸，。。。。。) 【講】我們試想一下，可不可以想辦法使湯使下面流走，讓油剛好留在容器中。容器下面有通道，湯從下面流走，在湯剛好流完時，關(guān)閉通道，這樣湯和油不就分開了嗎，這正好符合分液漏斗的結(jié)構(gòu)。 【板書】3、分液 【講解＋實驗演示】最后一步，就是把四氯化碳層和水層分開，這就是分液。首先，打開蓋子（塞子），為什么？（平衡大氣壓）將活塞打開，使下層液體慢慢流出。漏斗下端口靠燒杯壁。上層液體從上口倒出，為什么？（防止上層液體混帶有下層液體） 【投影總結(jié)】 (1)定義：把兩種互不相溶的液體（且密度不同）分開的操作 【板書】萃取與分液的步驟： a.檢驗分液漏斗是否漏水 b.加入溶液，加入萃取劑，振蕩 c.靜置分層 d.分液 【小結(jié)】通過這個實驗，大家要掌握的是萃取劑的選擇（三個條件），以及掌握萃取與分液的操作步驟。（四個步驟） 附：板書設(shè)計： （二）、蒸餾、萃取和分液 1、蒸餾 2、萃取 3、分液 4.萃取與分液的步驟： a.檢驗分液漏斗是否漏水 b.加入溶液，加入萃取劑，振蕩 c.靜置分層 d.分液 五、教學(xué)反思 本節(jié)學(xué)習(xí)了混合物的分離和提純的基本操作：蒸餾、分液和萃取，在實驗室上這節(jié)課充分的調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，雖然準(zhǔn)備實驗很麻煩，但提高了課堂效率，不用再另找時間做實驗。學(xué)生分組實驗并合作探究，在老師的引導(dǎo)下完成教學(xué)重點內(nèi)容——蒸餾、分液和萃取的基本操作，并通過親身實踐進一步領(lǐng)會了蒸餾、分液和萃取法，突破了本節(jié)課的難點——蒸餾、分液和萃取的基本操作原理和注意事項，在探究實驗的過程中學(xué)生也提升了化學(xué)學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)。在化學(xué)實驗和科學(xué)研究中,還有許多分離和提純的方法,如分餾、層析,等等。此外,利用物質(zhì)的特殊性質(zhì)來分離和檢驗物質(zhì)的方法也很多,應(yīng)用也十分廣泛,我們將在今后的學(xué)習(xí)中慢慢接觸到。整堂課學(xué)生求知旺盛，復(fù)雜的知識變得簡單化，親自動手操作，加深了印象，提高了能力。